Закон Кюри – Вейса
Зако́н Кюри́ – Ве́йса, зависимость магнитной восприимчивости от температуры , имеющая вид , где постоянная Кюри и парамагнитная температура Кюри являются параметрами вещества. В координатах закон Кюри – Вейса имеет вид линейной зависимости: . Поэтому параметры и могут быть определены графически (рис.): , – точка пересечения с осью при экстраполяции линейной зависимости из области высоких температур.
Закон Кюри – Вейса установлен П. Э. Вейсом (1907) для парамагнетиков и является обобщением закона Кюри на случай взаимодействия между магнитными моментами. Причиной отклонения от закона Кюри при понижении температуры могут быть также эффекты кристаллического поля решётки и эффект Кондо, иногда имитирующие закон Кюри – Вейса.
Магнитная восприимчивость многих ферро- и антиферромагнетиков в парамагнитной области (при температуpax существенно выше точки Кюри и точки Нееля соответственно) также приближённо описывается законом Кюри – Вейса. Как правило, для ферромагнетиков , а для антиферромагнетиков . Абсолютная величина близка к (), поскольку эти параметры определяются одними и теми же обменными взаимодействиями. Однако существуют исключения. В частности, для низкоразмерных систем закон Кюри – Вейса выполняется, но согласно теореме Мермина – Вагнера в изотропном одномерном и двумерном случаях и равны 0. Таким образом, для слоистых и цепочечных магнитных систем магнитный порядок при конечных температурах подавляется. Аналогичная ситуация имеет место в антиферромагнитных фрустрированных системах. Другой причиной аномального соотношения () и может быть одноузельный эффект Кондо; например, К, К в ферромагнитной кондо-системе CeRh3B2. В монокристаллах имеет место анизотропия , которая в редкоземельных металлах становится значительной.
В модели локализованных спинов пропорциональна обменному интегралу между спиновыми моментами , a . Для ферромагнитных d-металлов (Fe, Co, Ni) и сплавов, в которых электроны, определяющие магнитные свойства, делокализованы (зонный магнетизм) объяснение закона Кюри – Вейса более сложно. Модель коллективизированных электронов (модель Стонера – Вольфарта) даёт усиление слабо зависящего от температуры парамагнетизма Паули за счёт обменного взаимодействия (а не закона Кюри – Вейса) и резко завышенные значения . Для разрешения этих противоречий японский физик Тору Мория и др. предложили в 1970-х гг. новый механизм закона Кюри – Вейса ― теорию спиновых флуктуаций, которая учитывает электронные корреляции и приводит к появлению линейной (или близкой к ней) зависимости . Детально был рассмотрен случай т. н. слабых зонных магнетиков типа ZrZn2 с малым магнитным моментом насыщения . Для них величина определяется зонной структурой и не зависит от , так что закон Кюри – Вейса выполняется и для почти ферромагнитных металлов типа Pd (). Помимо флуктуационного механизма, к закону Кюри – Вейса могут приводить особенности реальной зонной структуры магнетиков вблизи поверхности Ферми.
Закон Кюри – Вейса применим также для описания диэлектрической проницаемости сегнетоэлектриков.